宏觀殘餘應力產生的原因

宏觀殘餘應力的產生原因，大致有如下三種情況。  

（一）不均勻塑性變形產生的殘餘應力  

這是構件在加工過程中最常出現的殘餘應力。當施加外載時，若構件的一部分區域發生不均勻塑性變形，則在卸載後，該部分就產生殘餘應力；同時，由於殘餘應力必需在整個構件內達到自相平衡，致使構件中不發生塑性變形的哪一部分區域也產生殘餘應力。

(二）熱影響產生的殘餘應力  

構件在熱加工過程中常出現這種殘餘應力,這種殘餘應力是由於構件在熱加工中的不構勻塑性變形與不均勻的體積變化而產生的。  

1、 熱的作用產生的不均勻塑性變形  

當構件在加熱、冷卻過程中由於高溫下材料的屈服強度較低，在熱的作用下，易於產生裏性變形。並且由於構件的幾何形狀複雜等等因素,在加熱、冷卻過程中構件各部分的熱傳導狀態不同，構件的溫度場不均勻，致使構件內各部分的彈性模量、熱膨脹係數等等各不相同，從構件內部所產生的塑性變形也是不均勻的。  

2、 相變或沉澱析出引起的體積變化  

冷卻時，構件各部分的瞬時冷卻程度不均勻，冷卻速度也不同，因而各部分的瞬時相婚度不均勻,即有的部位相變已完全結束，而有的部位相變尚未開始，從而引起構件各部分的積變化不均勻。  

上述由於熱的作用而引起的不均勻的塑性變形與由於相變作用而引起的體積變化所的應力，分別稱為熱應力與相變應力。例如鋼材淬火，一方麵由於鋼件內各部分不均勻膨影產生熱應力，當平衡溫度消除熱應力之後，鋼件內因殘留永久不均勻的塑性變形與體積變形而產生殘餘應力。另一方麵還伴有相變應力作用的情況，隨著相變而引起的相變區域的體積變  化，往往比熱應力引起的體積變化為大，由於此一不均勻體積變形也將產生殘餘應力。  鋼材淬火殘餘應力是由熱應力與相變應力的作用而產生的，當前者的作用大於後者時，則產生的殘餘應力是按“熱應力型”分布的，否則是按“相變應力型”（或稱“組織應力型”)分布的。 

 (三）化學變化產生的殘餘應力  

這種殘餘應力是由於從構件表麵向內部擴展的化學或物理的變化而產生的。金屬材料的化學熱處理、電鍍、噴塗等等加工均屬此例。

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